人教A版数学(选择性必修一讲义)第16讲2.2.1直线的点斜式方程和斜截式方程(学生版+解析)

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人教A版数学(选择性必修一讲义)第16讲2.2.1直线的点斜式方程和斜截式方程(学生版+解析)

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第03讲 2.2.1直线的点斜式方程和斜截式方程
课程标准 学习目标
①掌握确定直线的几何要素。 ②掌握直线 的点斜式与斜截式方程的确定。 ③解决与直线的点斜式、斜截式有关的 问题.。 通过本节课的学习,要求按题给的条件利用点斜式、斜截式方程的要求求解直线的方程,并能解决与之有关的直线方程的问题.
知识点01:直线的点斜式方程
已知条件(使用前提) 直线过点和斜率(已知一点+斜率)
图示
点斜式方程形式
适用条件 斜率存在(注直线若斜率不存在不可使用该形式直线方程)
1.点斜式方程中的点只要是这条直线上的点,哪一个都可以.
2.当直线与轴平行或重合时,方程可简写为.特别地,轴的方程是;当直线与轴平行或重合时,不能应用点斜式方程.此时可将方程写成.特别地,轴的方程是.
【即学即练1】(2023·高二课时练习)已知直线l经过点,,求直线l的方程,并求直线l在y轴上的截距.
【答案】,.
【详解】依题意,直线的斜率,
直线的方程为,即,当时,,
所以直线的方程为,直线l在y轴上的截距为.
知识点02:直线的斜截式方程
已知条件(使用前提) 直线的斜率为且在轴上的纵截距为(已知斜率+纵截距)
图示
点斜式方程形式
适用条件 斜率存在(注直线若斜率不存在不可使用该形式直线方程)
1.直线的斜截式方程是直线的点斜式方程的特殊情况.
2.截距是一个实数,它是直线与坐标轴交点的横坐标或纵坐标,可以为正数、负数和0.当直线过原点时,它在轴上的截距和在轴上的截距都为0.
3.由直线的斜截式方程可直接得到直线的斜率和在轴上的截距,如直线的斜率,在轴上的截距为.
【即学即练2】(2023秋·高二课时练习)倾斜角为,且过点的直线斜截式方程为__________.
【答案】
【详解】因为直线的倾斜角为,则直线的斜率,
所以直线的方程,即.
故答案为:.
题型01直线的点斜式方程
【典例1】(2023秋·高二课时练习)点在直线上的射影为,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【典例2】(2023秋·高二课时练习)过点且与过点和的直线平行的直线方程为__________.
【典例3】(2023春·新疆塔城·高二统考开学考试)已知的顶点分别为,求:
(1)直线的方程
(2)边上的高所在直线的方程
【变式1】(2023春·江西九江·高二德安县第一中学校考期中)过两点的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2】(2023春·广西南宁·高二校联考开学考试)直线过点且与直线垂直,则的方程是( )
A. B.
C. D.
【变式3】(多选)(2023·江苏·高二假期作业)过点,且斜率的直线方程为( )
A. B.
C. D.
题型02直线的斜截式方程
【典例1】(2023·高二课时练习)已知直线与两坐标轴围成的三角形面积为6,则值是( )
A. B. C. D.
【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知直线的倾斜角为,且在轴上的截距为,则直线的方程为(  )
A. B.
C. D.
【典例3】(2023秋·河南周口·高二周口恒大中学校考期末)已知直线与直线互相垂直,直线与直线在轴上的截距相等,则直线的方程为_________.
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)若直线不经过第二象限,则实数的取值范围为______.
题型03直线的图象
【典例1】(2023秋·甘肃兰州·高二校考期末)直线经过第一、二、四象限,则、、应满足( )
A. B. C. D.
【典例2】(2023·高二课时练习)已知,,则下列直线的方程不可能是的是( )
A. B.
C. D.
【典例3】(2023·全国·高三专题练习)若直线的方程中,,,则此直线必不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【变式1】(2023·全国·高二专题练习)方程表示的直线可能是
A. B. C.D.
【变式2】(2023秋·广东惠州·高二统考期末)已知直线的方程是,的方程是(,),则下列各图形中,正确的是( )
A. B.
C. D.
题型04直线的位置关系的应用
【典例1】(2023春·上海宝山·高二统考期末)直线过点,且与向量垂直,则直线的方程为______.
【典例2】(2023春·甘肃兰州·高二校考开学考试)菱形的顶点,的坐标分别为,,边所在直线过点.求:
(1)边所在直线的方程;
(2)对角线所在直线的方程.
【典例3】(2023秋·新疆昌吉·高三校考学业考试)已知四边形为平行四边形,,,.
(1)求点的坐标;
(2)若点满足,求直线的方程.
【变式1】(2023·新疆喀什·校考模拟预测)已知,则线段的垂直平分线的一般方程为______.
【变式2】(2023·高二课时练习)已知直线经过点,斜率为,求直线的点法向式、点斜式和一般式方程.
A夯实基础 B能力提升
A夯实基础
一、单选题
1.(2023春·安徽池州·高二池州市第一中学校联考阶段练习)过点且倾斜角为150°的直线l的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(2023春·贵州·高二遵义一中校联考阶段练习)经过点,且倾斜角为的直线的方程是( )
A. B.
C. D.
3.(2023秋·河南商丘·高二商丘市第一高级中学校考期末)经过点且斜率为的直线方程为( )
A. B. C. D.
4.(2023春·甘肃兰州·高二兰州五十九中校考开学考试)若直线经过第一、二、三象限,则有( )
A. B.
C. D.
5.(2023·全国·高二专题练习)直线经过第二、三、四象限,则斜率和在轴上的截距满足的条件为( )
A.,
B.,
C.,
D.,
6.(2023·吉林·统考模拟预测)中,,,,则边上的高所在的直线方程是( )
A. B.
C. D.
7.(2023春·广东东莞·高二校考开学考试)与向量平行,且经过点的直线方程为( )
A. B.
C. D.
8.(2022·全国·高二假期作业)下列四个结论:
①方程与方程可表示同一条直线;
②直线l过点,倾斜角为,则其方程为;
③直线l过点,斜率为0,则其方程为;
④所有直线都有点斜式和斜截式方程.
其中正确结论的个数为
A.1 B.2 C.3 D.4
二、多选题
9.(2023·江苏·高二假期作业)(多选)下列四个选项中正确的是( )
A.方程与方程y-2=k(x+1)可表示同一直线
B.直线l过点P(x1,y1),倾斜角为90°,则其方程是x=x1
C.直线l过点P(x1,y1),斜率为0,则其方程是y=y1
D.所有的直线都有点斜式和斜截式方程
10.(2022秋·高二课时练习)一次函数,则下列结论正确的有( )
A.当时,函数图像经过一、二、三象限
B.当时,函数图像经过一、三、四象限
C.时,函数图像必经过一、三象限
D.时,函数在实数上恒为增函数
三、填空题
11.(2022秋·高二校考课时练习)有一个装有进出水管的容器,每单位时间进出的水量是一定的,设从某时刻开始10分钟内只进水,不出水,在随后的30分钟内既进水又出水,得到时间x(分)与水量y(升)之间的关系如图所示,则y与x的函数关系式为_______

12.(2022秋·新疆阿克苏·高二校考阶段练习)过点,且斜率为的直线的斜截式方程为________.
2.(2022秋·广东广州·高二华南师大附中校考阶段练习)直线,均过点P(1,2),直线过点A(-1,3),且.
(1)求直线,的方程
(2)若与x轴的交点Q,点M(a,b)在线段PQ上运动,求的取值范围
第03讲 2.2.1直线的点斜式方程和斜截式方程
课程标准 学习目标
①掌握确定直线的几何要素。 ②掌握直线 的点斜式与斜截式方程的确定。 ③解决与直线的点斜式、斜截式有关的 问题.。 通过本节课的学习,要求按题给的条件利用点斜式、斜截式方程的要求求解直线的方程,并能解决与之有关的直线方程的问题.
知识点01:直线的点斜式方程
已知条件(使用前提) 直线过点和斜率(已知一点+斜率)
图示
点斜式方程形式
适用条件 斜率存在(注直线若斜率不存在不可使用该形式直线方程)
1.点斜式方程中的点只要是这条直线上的点,哪一个都可以.
2.当直线与轴平行或重合时,方程可简写为.特别地,轴的方程是;当直线与轴平行或重合时,不能应用点斜式方程.此时可将方程写成.特别地,轴的方程是.
【即学即练1】(2023·高二课时练习)已知直线l经过点,,求直线l的方程,并求直线l在y轴上的截距.
【答案】,.
【详解】依题意,直线的斜率,
直线的方程为,即,当时,,
所以直线的方程为,直线l在y轴上的截距为.
知识点02:直线的斜截式方程
已知条件(使用前提) 直线的斜率为且在轴上的纵截距为(已知斜率+纵截距)
图示
点斜式方程形式
适用条件 斜率存在(注直线若斜率不存在不可使用该形式直线方程)
1.直线的斜截式方程是直线的点斜式方程的特殊情况.
2.截距是一个实数,它是直线与坐标轴交点的横坐标或纵坐标,可以为正数、负数和0.当直线过原点时,它在轴上的截距和在轴上的截距都为0.
3.由直线的斜截式方程可直接得到直线的斜率和在轴上的截距,如直线的斜率,在轴上的截距为.
【即学即练2】(2023秋·高二课时练习)倾斜角为,且过点的直线斜截式方程为__________.
【答案】
【详解】因为直线的倾斜角为,则直线的斜率,
所以直线的方程,即.
故答案为:.
题型01直线的点斜式方程
【典例1】(2023秋·高二课时练习)点在直线上的射影为,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意,,,
由点斜式直线方程得直线l的方程为:,即;
故选:C.
【典例2】(2023秋·高二课时练习)过点且与过点和的直线平行的直线方程为__________.
【答案】
【详解】,
由点斜式得,即.
故答案为:.
【典例3】(2023春·新疆塔城·高二统考开学考试)已知的顶点分别为,求:
(1)直线的方程
(2)边上的高所在直线的方程
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),,
由点斜式方程可得,
化为一般式可得
(2)由(1)可知,
故AB边上的高线所在直线的斜率为,
又AB边上的高线所在直线过点,
所以方程为,
化为一般式可得.

【变式1】(2023春·江西九江·高二德安县第一中学校考期中)过两点的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由两点,可得过两点的直线的斜率为,
又由直线的点斜式方程,可得,即.
故选:B.
【变式2】(2023春·广西南宁·高二校联考开学考试)直线过点且与直线垂直,则的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】直线的斜率为,则直线的斜率为,
因此,直线的方程为,即.
故选:C.
【变式3】(多选)(2023·江苏·高二假期作业)过点,且斜率的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【详解】根据直线方程的点斜式可得,,即.
故选:CD.
题型02直线的斜截式方程
【典例1】(2023·高二课时练习)已知直线与两坐标轴围成的三角形面积为6,则值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】对于直线,能与两坐标轴围成三角形,则,
令,得,所以直线与轴交点坐标为,
令,得,所以直线与轴交点坐标为,
所以直线与两坐标轴围成的三角形面积为,
解得.
故选:D
【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知直线的倾斜角为,且在轴上的截距为,则直线的方程为(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】解:因为直线的倾斜角为,所以直线的斜率,
又直线在轴上的截距为,所以直线的方程为;
故选:C
【典例3】(2023秋·河南周口·高二周口恒大中学校考期末)已知直线与直线互相垂直,直线与直线在轴上的截距相等,则直线的方程为_________.
【答案】
【详解】因为直线l与直线垂直,所以直线l的斜率.
又因为直线在y轴上的截距为6,所以直线l在y轴上的截距为6,
所以直线l的方程为.
故答案为:
【变式1】(2023·全国·高三专题练习)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:设直线的倾斜角为,
因为直线的斜率为,
所以,又,
所以,
故选:A
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)若直线不经过第二象限,则实数的取值范围为______.
【答案】
【详解】由直线不过第二象限需满足,
解得,
所以实数的取值范围为.
故答案为:
题型03直线的图象
【典例1】(2023秋·甘肃兰州·高二校考期末)直线经过第一、二、四象限,则、、应满足( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可知直线的斜率存在,方程可变形为,
∵直线经过第一、二、四象限,
∴,
∴且.
故选:A.
【典例2】(2023·高二课时练习)已知,,则下列直线的方程不可能是的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】,
直线的方程在轴上的截距不小于2,且当时,轴上的截距为2,
故D正确,当时,, 故B不正确,当时,或,由图象知AC正确.
故选:B
【典例3】(2023·全国·高三专题练习)若直线的方程中,,,则此直线必不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【详解】由,,,
知直线斜率,在轴上截距为,
所以此直线必不经过第三象限.
故选:C
【变式1】(2023·全国·高二专题练习)方程表示的直线可能是
A. B. C.D.
【答案】C
【详解】由题意,排除.
当时,,此时直线与轴的交点在轴的负半轴上,排除.
当时,,此时直线与轴的交点在轴的正半轴上,排除,选.
故选:.
【变式2】(2023秋·广东惠州·高二统考期末)已知直线的方程是,的方程是(,),则下列各图形中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】解:,直线与直线的斜率均存在
直线的斜截式方程为;直线的斜截式方程为
对于A选项,根据直线的图象可知,且,因此直线的斜率应小于0,直线的纵截距应小于0,故A图象不符合;
对于B选项,根据直线的图象可知,且,因此直线的斜率应大于0,在轴上的截距应小于0,故B图象不符合;
对于C选项,根据直线的图象可知,且,因此直线的斜率应大于0,在轴上的截距应大于0,故C图象不符合;
对于D选项,根据直线的图象可知,且,因此直线的斜率应大于0,在轴上的截距应大于0,故D图象符合.
故选:D.
题型04直线的位置关系的应用
【典例1】(2023春·上海宝山·高二统考期末)直线过点,且与向量垂直,则直线的方程为______.
【答案】
【详解】因为直线过点,且与向量垂直,
所以直线的斜率,所以直线的方程为,
即.
故答案为:
【典例2】(2023春·甘肃兰州·高二校考开学考试)菱形的顶点,的坐标分别为,,边所在直线过点.求:
(1)边所在直线的方程;
(2)对角线所在直线的方程.
【答案】(1)2x-y+15=0
(2)5x-6y+1=0
【详解】(1),∵AD∥BC,∴.
∴AD边所在直线的方程为,即2x-y+15=0.
(2)∵.
又∵菱形的对角线互相垂直,∴BD⊥AC,∴.
又∵AC的中点,也是BD的中点,
∴对角线BD所在直线的方程为,即5x-6y+1=0.
【典例3】(2023秋·新疆昌吉·高三校考学业考试)已知四边形为平行四边形,,,.
(1)求点的坐标;
(2)若点满足,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设点C的坐标为,则,
∵ABCD为平行四边形,则,
∴,解得,
故点C的坐标为.
(2)由题意可得,
∵,则,即,
∴直线PC的方程为,即.
【变式1】(2023·新疆喀什·校考模拟预测)已知,则线段的垂直平分线的一般方程为______.
【答案】
【详解】因为,所以直线AB的斜率为,
所以AB的垂直平分线的斜率为,AB的中点坐标为,
故线段AB的垂直平分线的方程为:,化为一般式为:.
故答案为:.
【变式2】(2023·高二课时练习)已知直线经过点,斜率为,求直线的点法向式、点斜式和一般式方程.
【答案】点法向式;点斜式;一般式.
【详解】因为直线的斜率为,于是得直线的一个方向向量为,设直线的一个法向量为,
则有,令,得,
所以直线的点法向式方程是,点斜式方程为,一般式方程为.
A夯实基础 B能力提升
A夯实基础
一、单选题
1.(2023春·安徽池州·高二池州市第一中学校联考阶段练习)过点且倾斜角为150°的直线l的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】依题意,直线l的斜率,
故直线l的方程为,
即,
故选:B.
2.(2023春·贵州·高二遵义一中校联考阶段练习)经过点,且倾斜角为的直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为倾斜角为,所以斜率为,由点斜式可得直线的方程为:,化简得.
故选:C
3.(2023秋·河南商丘·高二商丘市第一高级中学校考期末)经过点且斜率为的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由点斜式得,即.
故选:A
4.(2023春·甘肃兰州·高二兰州五十九中校考开学考试)若直线经过第一、二、三象限,则有( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为直线经过第一、二、三象限,
所以直线的斜率,在y轴上的截距.
故选:A
5.(2023·全国·高二专题练习)直线经过第二、三、四象限,则斜率和在轴上的截距满足的条件为( )
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】B
【详解】在平面直角坐标系中作出图象,如图所示:

由图可知:,.
故选:B.
6.(2023·吉林·统考模拟预测)中,,,,则边上的高所在的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设边上的高所在的直线为,
由已知可得,,所以直线l的斜率.
又过,所以的方程为,
整理可得,.
故选:A.
7.(2023春·广东东莞·高二校考开学考试)与向量平行,且经过点的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】依题意可知,所求直线的斜率为,
所以所求直线方程为,即.
故选:A
8.(2022·全国·高二假期作业)下列四个结论:
①方程与方程可表示同一条直线;
②直线l过点,倾斜角为,则其方程为;
③直线l过点,斜率为0,则其方程为;
④所有直线都有点斜式和斜截式方程.
其中正确结论的个数为
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【详解】方程k=,表示不过的直线,故与方程y-2=k(x+1)表示不同直线.
直线l过点P(x1,y1),倾斜角为,则其斜率不存在,是垂直于x轴的直线.
显然正确的.④所有直线都有点斜式和斜截式方程,是不对的,比如斜率不存在的直线就没有点斜式方程.故①④不正确,②③正确.
故答案选B.
二、多选题
9.(2023·江苏·高二假期作业)(多选)下列四个选项中正确的是( )
A.方程与方程y-2=k(x+1)可表示同一直线
B.直线l过点P(x1,y1),倾斜角为90°,则其方程是x=x1
C.直线l过点P(x1,y1),斜率为0,则其方程是y=y1
D.所有的直线都有点斜式和斜截式方程
【答案】BC
【详解】对于A,方程表示直线上去掉点所形成的两条射线,与方程表示的图形不相同,A故错误;
对于B,直线过点,倾斜角为,该直线的斜率不存在,垂直于轴,其方程为,故B正确;
对于C,直线过点,斜率为,则其方程为,即,故C正确;
对于D,若直线垂直于轴,则直线的斜率不存在,该直线没有点斜式和斜截式方程,故D错误.
故选:BC.
10.(2022秋·高二课时练习)一次函数,则下列结论正确的有( )
A.当时,函数图像经过一、二、三象限
B.当时,函数图像经过一、三、四象限
C.时,函数图像必经过一、三象限
D.时,函数在实数上恒为增函数
【答案】ABCD
【详解】在一次函数中,若,则图像经过一、二、三象限;
若,则图像经过一、三、四象限;
若,函数图像必经过一、三象限,且函数在实数上恒为增函数;
故选:ABCD.
三、填空题
11.(2022秋·高二校考课时练习)有一个装有进出水管的容器,每单位时间进出的水量是一定的,设从某时刻开始10分钟内只进水,不出水,在随后的30分钟内既进水又出水,得到时间x(分)与水量y(升)之间的关系如图所示,则y与x的函数关系式为_______

【答案】
【详解】当时,直线段过点,
,∴此时方程为.
当时,直线段过点,,
∴此时方程为.即.
故答案为:
12.(2022秋·新疆阿克苏·高二校考阶段练习)过点,且斜率为的直线的斜截式方程为________.
【答案】
【详解】直线的点斜式方程为:,整理可得其斜截式方程为.
故答案为:.
四、解答题
13.(2022秋·四川广安·高二广安二中校考阶段练习)求下列直线方程:
(1)求过点,斜率是3的直线方程.
(2)求经过点,且在轴上截距为2的直线方程.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)因为直线过点,且斜率是3,
当且仅当,时取等号,此时的方程为,即;
(2)因为直线与轴、轴的正半轴分别交于点A、点,
所以直线的斜率存在,
可设直线的方程为,
所以,,所以,,
所以,
当且仅当时取等号,此时,
此时直线的方程为,的最小值为4.
2.(2022秋·广东广州·高二华南师大附中校考阶段练习)直线,均过点P(1,2),直线过点A(-1,3),且.
(1)求直线,的方程
(2)若与x轴的交点Q,点M(a,b)在线段PQ上运动,求的取值范围
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)过点,方程为,整理得,
所以,由于,所以,
所以直线的方程为.
(2)由令,解得,所以,
表示与连线的斜率,,
所以的取值范围是.
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